Ingot

, Author

Se även: Deoxiderat stål
Kristallstruktur hos formgjutna göt

Gängor tillverkas genom kylning av en smält vätska (så kallad smälta) i en form. Tillverkningen av göt har flera syften.

För det första är formen utformad så att den helt stelnar och bildar en lämplig kornstruktur som krävs för senare bearbetning, eftersom den struktur som bildas genom avkylning av smältan styr materialets fysikaliska egenskaper.

För det andra är formen och storleken på formen utformad så att den underlättar hanteringen av götet och bearbetningen i senare led. Slutligen utformas formen för att minimera smältförlust och underlätta utkastningen av göt, eftersom förlust av antingen smält eller göt ökar tillverkningskostnaderna för färdiga produkter.

Det finns en mängd olika konstruktioner för formen, som kan väljas för att passa den flytande smältans fysikaliska egenskaper och stelningsprocessen. Gjutformar kan existera i topp-, horisontell- eller bottenuppgjutning och kan ha räfflade eller platta väggar. Den räfflade konstruktionen ökar värmeöverföringen på grund av en större kontaktyta. Gjutformar kan antingen vara massiva, sandgjutna (t.ex. för tackjärn) eller vattenkylda skal, beroende på kraven på värmeöverföring. Ingotformar är avsmalnande för att förhindra sprickbildning på grund av ojämn kylning. En spricka eller ett hålrum bildas eftersom övergången från vätska till fast material har en tillhörande volymförändring för en konstant materialmassa. Bildandet av dessa götfel kan göra det gjutna götet oanvändbart och kan behöva smältas om, återvinnas eller kasseras.

Gjutning av göt vid ett stålverk

Den fysiska strukturen hos ett kristallint material bestäms till stor del av metoden för nedkylning och utfällning av den smälta metallen. Under gjutningsprocessen kyls metallen i kontakt med götväggarna snabbt och bildar antingen en kolonnstruktur eller möjligen en ”kylzon” med liksidiga dendriter, beroende på vilken vätska som kyls och formens kylhastighet.

För en toppgjuten göt, när vätskan kyls i formen, leder differentiella volymeffekter till att vätskans överdel drar sig tillbaka och lämnar en krökt yta vid formens överdel, som så småningom kan behöva bearbetas från göt. Kokillens kylningseffekt skapar en framryckande stelningsfront som har flera tillhörande zoner, närmare väggen finns en fast zon som drar värme från den stelnande smältan, för legeringar kan det finnas en ”mustig” zon, som är ett resultat av fasta-vätskeglidningsområden i legeringens fasdiagram, och en vätskezon. Hastigheten för framryckning av fronten styr den tid som dendriter eller kärnor har på sig att bildas i stelningsområdet. Bredden på den mustiga zonen i en legering kan kontrolleras genom att ställa in formens värmeöverföringsegenskaper eller genom att justera sammansättningarna av legeringen med flytande smälta.

Det finns också kontinuerliga gjutmetoder för bearbetning av göt, där en stationär stelningsfront bildas genom kontinuerlig uttag av kylt fast material och tillsats av en smält vätska i gjutprocessen.

Omkring 70 procent av aluminiumgötterna i USA gjuts med hjälp av direktkylningsgjutningsprocessen, som minskar sprickbildning. Totalt 5 procent av göt måste skrotas på grund av spänningsinducerade sprickor och stötdeformation.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.